Классификация зданий по конструктивной схеме:
| ■ Каркасные (роль несущих элементов выполняют отдельностоящие колонны); | |
| ■ Бескаркасные (со стеновым несущим остовом); | |
| ■ Смешанного типа (комбинированные). |
Конструктивной схемойздания называют систему вертикальных(стены, столбы) и горизонтальных(перекрытия, элементов, которые обеспечивают зданию пространственную жесткость). Конструктивные схемы зависят от типа и расположения вертикальных и горизонтальных элементов несущего остова здания. Фундаменты, стены, отдельные опоры и перекрытия являются основными несущими элементами здания. Они образуют несущий остов - пространственную систему, обеспечивающую прочность и устойчивость здания.
В состав несущего остова могут входить различные конструктивные элементы, которые определяют конструктивную схему здания.
Конструктивная схема зданий с несущими стенами. Здания с неполным каркасом. Область применения.
Конструктивные схемы бескаркасных зданий
Бескаркасная система образуется в виде системы ячеек, наружные и внутренние стены воспринимают нагрузку от междуэтажных перекрытий.
В зданиях с несущими стенами все нагрузки воспринимают продольные и поперечные стены. Пространственную жесткость здания обеспечивают перекрытия, внутренние стены и лестничные клетки.
В бескаркасной системе различают следующие конструктивные схемы:
С продольными несущими стенами плиты перекрытий располагают поперек здания. Устойчивость такой конструктивной схемы в поперечном направлении обеспечивается специально устраиваемыми поперечными стенами, которые не несут нагрузки от перекрытий (рис. 1, а).Такие поперечные стены возводятся лишь для ограждения лестничных клеток и в местах, где они нужны для придания устойчивости наружным стенам. Применение этой конструктивной схемы дает большие возможности для решения планировки помещений.
Рис. 1. Здание с продольными (а) и поперечными (б) несущими стенами:
1 - поперечная стена;2 -продольная стена;3 -перекрытие
С поперечными несущими стенамиплиты перекрытий располагают вдоль здания (рис. 1, б).В таких зданиях обеспечена большая жесткость системы, однако увеличивается общая протяженность несущих внутренних стен. Но такое решение часто является рациональным, так как к конструкциям наружных ненесущих продольных стен предъявляются только теплозащитные требования и для их устройства можно применить легкие эффективные материалы.
Перекрестная.Иногда применяется смешанный вариант, при котором опорами для перекрытий служат как продольные, так и поперечные стены
Конструктивные схемы каркасных зданий
Рис. 2. Гражданское здание сполным каркасом:1 - колонна;2 -ригель;3 -навесная стена
Каркасная систем (каркас (франц.) - скелет) (рис. 2 3). Остов образуется путем совместной работы колонн с ригелями и междуэтажными перекрытиями.
В каркасной системе различают следующие конструктивные схемы:
с продольным расположением ригелей;
- с поперечным расположением ригелей;
- безригельными.
Несущие элементы такой системы - колонны, ригеля, перекрытия, в данном случае воспринимают все нагрузи, действующие на здание.
Ограждающие - стены, они могут быть самонесущими и навесными. Наружные стены защищают помещения от воздействия внешней среды.
Рис. 3. Одноэтажное промышленное здание:1- колонна;2-ферма покрытия;3 - плита покрытия;4 -самонесущая стена; 5 - фундаментная балка
По характеру работы каркасы бывают трех типов: рамные, связевые и рамно-связевые. Стойки и ригели рамного каркаса (рис. 4, а) соединяются между собой жесткими узлами и образуют поперечные и продольные рамы, воспринимающие все действующие на каркас вертикальные и горизонтальные нагрузки.
В зданиях со связевым каркасом (рис. 4, б) узлы между стойками и ригелями нежесткие, поэтому для восприятия горизонтальных нагрузок (например, ветровых) необходимы дополнительные связи. Роль этих связей в многоэтажных зданиях выполняют чаще всего перекрытия, образующие горизонтальные диафрагмы и передающие горизонтальные нагрузки на жесткие вертикальные диафрагмы (стены лестничных клеток, шахты лифтов, железобетонные перегородки и др.).
Рис. 4. Схемы рамного (а) исвязевого (б) каркасов:1- элементы каркаса; 2 - жесткийузел; 3 - горизонтальная диафрагма;4 -вертикальные поперечная ипродольная диафрагмы
В практике строительства часто применяют здания с комбинированным типом каркаса, который называется рамно-связевым. В нем в одном направлении ставят рамы, в другом связи.
Конструктивные схемы зданий с неполным каркасом
каркасный здание конструктивный схема
Рис. 5. Здание с неполным каркасом:1-несущая стена;2-внутренняяколонна; 3 - ригель; 4 -перекрытие
Такая система образуется следующим образом - внешние стены выполняют несущую и ограждающую функции, вместо внутренних стен устраивается система колонн, на которые опираются прогон, на которые в свою очередь, опираются междуэтажные перекрытия
Минимальное опирание прогонов на стены и кирпичные столбики - 250 мм. Внутренние стены устраиваются для придания большей жесткости, для устройства противопожарных преград, в лестничных клетках.
Такая система менее затратна при возведении, но ограничивает свободу внутренней планировки. Она актуальна при строительстве торговых центров.
Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечивают его прочность, жесткость и устойчивость.
По виду вертикальной несущей конструкции различают пять основных и семь комбинированных конструктивных систем, которые можно представить так:
Классификация конструктивных систем
| КОНСТРУКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ | ||
| ОСНОВНЫЕ | СТЕНОВАЯ | |
| КАРКАСНАЯ | ||
| ОБЪЕМНО-БЛОЧНАЯ | ||
| СТВОЛЬНАЯ | ||
| ОБОЛОЧКОВАЯ | ||
| КОМБИНИРОВАННЫЕ | КАРКАСНЫЕ | КАРКАСНО-СТЕНОВАЯ |
| КАРКАСНО-БЛОЧНАЯ | ||
| КАРКАСНО-СТВОЛЬНАЯ | ||
| КАРКАСНО-ОБОЛОЧКОВАЯ | ||
| БЕСКАРКАСНЫЕ | БЛОЧНО-СТЕНОВАЯ | |
| СТВОЛЬНО-СТЕНОВАЯ | ||
| СТВОЛЬНО-ОБОЛОЧКОВАЯ |
Каркасная система с пространственным рамным каркасом применяется преимущественно в строительстве многоэтажных общественных зданий в 9 и более этажей.
Бескаркасная система самая распространённая в жилищном строительстве, ее используют в зданиях различных планировочных типов высотой от одного до 16 этажей и более.
Объемно-блочная система зданий в виде установленных друг на друга объемных блоков применяется для жилых домов высотой до 12 этажей в обычных и сложных грунтовых условиях.
Ствольную систему применяют в зданиях высотой более 16 этажей.
Наиболее целесообразно применение ствольной системы для компактных в плане многоэтажных зданий, особенно в сейсмостойком строительстве, а также в условиях неравномерных деформаций основания (на просадочных грунтах, над горными выработками и т.п.)
Оболочковая система присуща уникальным высотным зданиям жилого административного или многофункционального назначения.
Конструктивная схема представляет собой вариантконструктивной системы по признакам состава и размещения в пространстве основных несущих конструкций (продольному, поперечному, смешанному, каркасному).
Для бескаркасных типов зданий характерны следующие схемы: с продольным расположением несущих стен (на них опираются междуэтажные перекрытия); с поперечным расположением несущих стен (наружные стены, за исключением торцовых – самонесущие, на них не передаются нагрузки от перекрытий); перекрёстная – с опиранием плит перекрытия (по контуру, т.е. опирание на четыре стороны) на продольные и поперечные стены.
Для каркасного типа зданий используются следующие схемы: с продольным расположением ригелей; с поперечным расположением ригелей; с перекрёстным расположением ригелей; безригельные.
Выборконструктивной схемы влияет на объёмно-планировочное решение здания и определяет тип его основных конструкций.